凝結(jié)水精處理混床運行周期短的原因分析

耿衛(wèi)眾，郝相俊

(1.山西興能發(fā)電有限責(zé)任公司，山西 古交 030206;2.山西電力勘測設(shè)計院，山西 太原 030001)

0 引言

山西興能發(fā)電有限責(zé)任公司(以下簡稱興能發(fā)電公司)二期2×600 MW直接空冷機(jī)組凝結(jié)水精處理混床運行周期短，再生頻繁。頻繁再生消耗鹽酸、氫氧化鈉、除鹽水較多，樹脂頻繁輸送與空氣擦洗導(dǎo)致樹脂磨損嚴(yán)重，需要不斷補充樹脂以滿足生產(chǎn)要求，造成凝結(jié)水精處理系統(tǒng)運行費用高、值班人員勞動強度大。因此，提高混床制水量，延長混床運行周期顯得尤為重要。

1 精處理混床系統(tǒng)概況

興能發(fā)電公司二期機(jī)組凝結(jié)水采用100%全容量處理，為中壓系統(tǒng)。每臺機(jī)組配置2×50%出力的粉末樹脂過濾器(不設(shè)備運)和3×50%出力的高速混床(2運1備)，處理凝結(jié)水量為1 325 t/h。粉末過濾器與高速混床串聯(lián)后串聯(lián)在凝結(jié)水泵與低壓加熱器之間，并設(shè)有100%旁路。凝結(jié)水精處理系統(tǒng)中除鹽的核心設(shè)備是混床，混床樹脂選用漂萊特公司生產(chǎn)的大孔型均粒強酸和強堿樹脂，體積比為1∶1，均為 3.68 m3。

興能發(fā)電公司二期機(jī)組凝結(jié)水精處理混床采用氫型運行方式。為了調(diào)試運行人員更方便地判斷樹脂是否失效，防止混床氨化運行，避免氯離子進(jìn)入水汽系統(tǒng)，咨詢相關(guān)專家后，將混床出水檢測氫電導(dǎo)率改為檢測電導(dǎo)率，以電導(dǎo)率大于0.15 S/cm作為失效標(biāo)準(zhǔn)?；齑彩Ш螅渲?jīng)樹脂輸送管道輸送至再生間進(jìn)行體外再生。在混床正常運行時，出水水質(zhì)很好，出水電導(dǎo)率為0.06～0.08 S/cm，二氧化硅與鐵離子的質(zhì)量濃度均小于10 g/L，但混床運行周期較短，一般為7～8d，個別混床運行周期甚至為2～3d。

2 混床運行周期短的原因分析

經(jīng)過對設(shè)備的詳細(xì)檢查和運行分析，發(fā)現(xiàn)造成興能發(fā)電公司混床運行周期短的原因主要有以下幾方面。

2.1 粉末樹脂過濾器泄漏，混床入口電導(dǎo)率高

興能發(fā)電公司二期工程#4機(jī)組凝結(jié)水精處理系統(tǒng)曾因過濾器泄漏而使混床運行周期縮短，制水量減少。#4機(jī)組粉末樹脂覆蓋過濾器所采用的助濾劑為意大利Aqua－chem公司生產(chǎn)的樹脂粉和纖維粉，具有過濾和除鹽雙重作用。#4機(jī)組#1過濾器投運初期，設(shè)備運行正常，運行2個月后，發(fā)現(xiàn)該過濾器進(jìn)、出口壓差增長緩慢(幾乎不變)，而#2過濾器進(jìn)出、口壓差變化明顯(當(dāng)#2過濾器進(jìn)、出口壓差為111.60 kPa時，#1過濾器進(jìn)、出口壓差僅為16.75 kPa);同時，#4機(jī)組混床周期制水量減少約2萬t。將#4機(jī)組#1過濾器解體檢查發(fā)現(xiàn):3根濾元下端與連接濾元的連接管絲扣有問題，濾元沒有完全擰在過濾器穹形板上。設(shè)備投運初期，系統(tǒng)水質(zhì)較差，過濾器爆膜頻繁，從而使濾元下端口出現(xiàn)裂縫，導(dǎo)致部分未經(jīng)過濾器的水直接進(jìn)入混床，影響混床的周期制水量。

2.2 混床偏流，樹脂攪動劇烈

混床偏流，樹脂攪動劇烈的現(xiàn)象在每臺混床上均有發(fā)生，由混床的上窺視孔即可觀察到，尤其以#3機(jī)組#1混床最為突出。該混床運行初期，出水水質(zhì)較好，出水電導(dǎo)率在0.007 S/cm左右，但運行一段時間后(3～4 d)，從混床的上窺視窗可看到樹脂的明顯攪動。隨著混床內(nèi)樹脂攪動程度的加劇，混床的運行周期越來越短，嚴(yán)重時該混床僅運行5～6 h，出水電導(dǎo)率就已超標(biāo)，此時從混床的上窺視窗看到樹脂翻滾劇烈，充滿了整個床體。經(jīng)解體檢查發(fā)現(xiàn):混床入口水帽布滿鐵銹等雜質(zhì)，部分水帽內(nèi)裝滿失效樹脂(如圖1所示)。究其原因，機(jī)組投運初期系統(tǒng)水質(zhì)較差，機(jī)組啟、停頻繁使混床進(jìn)水水帽被污堵，導(dǎo)致混床進(jìn)水、布水不均，引起樹脂攪動，部分顆粒度較小的碎樹脂進(jìn)入水帽，加重了混床偏流，使樹脂翻滾劇烈，樹脂層中的失效層、保護(hù)層被打亂而影響混床出水水質(zhì)，嚴(yán)重影響了混床的正常運行。

圖1 #3機(jī)組#1混床檢修時拆下的進(jìn)水水帽

2.3 鹽酸儲罐進(jìn)生水，再生劑純度低

興能發(fā)電公司凝結(jié)水精處理再生廢水中和至合適pH值后，由2臺虹吸罐和配套的2臺廢水排放泵排至工業(yè)廢水處理車間。虹吸罐的注水管與精處理酸、堿儲罐的沖洗水管共用1根母管，均取自生活飲用水供水管。酸儲罐存放鹽酸后，酸儲罐的沖洗進(jìn)水手動門未及時處理，導(dǎo)致該手動門被酸霧腐蝕穿孔;排放廢水前，在虹吸罐注水過程中會有部分生活飲用水直接進(jìn)入酸儲罐與濃鹽酸混合，導(dǎo)致鹽酸再生劑純度下降，嚴(yán)重影響陽樹脂的再生效果。

2.4 給水系統(tǒng)加氨量偏大

興能發(fā)電公司二期鍋爐為超臨界直流爐，給水采用二級加氨的處理方式，即在精處理混床出口母管及除氧器下降管分別設(shè)有加氨點。凝結(jié)水、給水加氨設(shè)備各為1套配藥自動、加藥自動運行的單元系統(tǒng)。凝結(jié)水加氨量根據(jù)凝結(jié)水電導(dǎo)率進(jìn)行控制，當(dāng)凝結(jié)水電導(dǎo)率＜3.0 S/cm時啟動加氨泵，電導(dǎo)率＞8.0 S/cm時停運加氨泵，使凝結(jié)水電導(dǎo)率控制在4.3 S/cm左右;給水加氨量可根據(jù)給水pH值進(jìn)行控制，當(dāng)給水pH值 ＜9.1或 ＞9.7時，啟動給水加氨泵，將給水pH值控制在9.3左右。但在實際運行中效果并不理想，給水pH值＞9.7而停運給水加氨泵后，凝結(jié)水加氨泵并不停運，導(dǎo)致給水pH值長期維持在9.5左右，從而使系統(tǒng)加氨量偏多，帶入系統(tǒng)的雜質(zhì)較多，嚴(yán)重影響了混床的運行周期。

2.5 混床內(nèi)失效樹脂輸送不徹底

混床內(nèi)的樹脂運行失效后，需將失效樹脂輸送到體外再生系統(tǒng)進(jìn)行再生處理。興能發(fā)電公司樹脂輸送程序由時間控制，由于每套混床樹脂損耗不同，故各混床中的樹脂量并不完全相等，但所有混床的樹脂輸送時間均一致，導(dǎo)致樹脂較多的混床樹脂輸送不徹底，殘留的失效樹脂仍然處于混床底部，必然會影響混床運行時的出水水質(zhì)，縮短混床的運行周期。

3 提高混床運行周期采取的措施

針對凝結(jié)水精處理混床運行周期短的問題，提出并實施了一系列改進(jìn)措施。

3.1 確保粉末樹脂覆蓋過濾器的正常投運

(1)嚴(yán)格控制過濾器的運行參數(shù)及運行時間(1個月左右)，過濾器失效后要及時進(jìn)行爆膜、鋪膜，更換樹脂粉。

(2)每次對單臺過濾器爆膜時，操作2遍，使失效的樹脂粉與纖維粉完全從濾元上脫落下來。

(3)每次對單臺過濾器鋪膜時，樹脂粉與纖維粉按一定比例(樹脂粉6桶，纖維粉8袋)分2次配置成均勻漿液后注射。

(4)每臺過濾器鋪膜循環(huán)時，在鋪膜回水管出口取樣，觀察是否有樹脂粉或纖維粉漏過，以判斷濾元是否有泄漏，發(fā)現(xiàn)泄漏及時聯(lián)系維護(hù)人員處理。

3.2 提高失效樹脂再生效果

(1)對儲酸罐、儲堿罐沖洗手動門加耐酸、堿堵板進(jìn)行封堵，防止生水影響再生劑品質(zhì)。

(2)提高再生劑的純度，將30%的工業(yè)堿更換為50%的離子膜工業(yè)堿。

(3)樹脂分離時，在分離塔頂排閥不跑樹脂的前提下，盡量提高分離塔進(jìn)水量，使樹脂分層更徹底。

(4)在再生過程中，適當(dāng)增加酸、堿量，控制進(jìn)酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 3.0% ～4.0%，進(jìn)堿質(zhì)量分?jǐn)?shù)為4.0% ～4.5%，嚴(yán)格控制進(jìn)堿溫度在37℃左右。

(5)在混脂過程中，嚴(yán)格控制陽塔排水量與羅茨風(fēng)機(jī)出口壓力，保證樹脂混合均勻。

3.3 嚴(yán)格控制藥品氨的品質(zhì)與加氨量

(1)加強對進(jìn)廠氨水品質(zhì)的監(jiān)控，尤其是鈉的含量，要求廠家必須用除鹽水配制氨水。

(2)對加氨量及加藥方式進(jìn)行調(diào)整。將加氨系統(tǒng)由“自動”加藥改為“手動”加藥方式，停運給水加氨系統(tǒng)，提高凝結(jié)水加氨量。根據(jù)凝結(jié)水電導(dǎo)率控制凝結(jié)水加氨量，使凝結(jié)水電導(dǎo)率控制在4.5～5.0 S/cm。

3.4 其他方面的措施

(1)加強人員培訓(xùn)，提高運行人員的專業(yè)技術(shù)水平，運行人員要控制好運行指標(biāo)，特別是控制給水pH值和凝結(jié)水電導(dǎo)率。

(2)做好各運行表計的維護(hù)和校驗，保證各儀表指示準(zhǔn)確、可靠。

(3)適當(dāng)增加混床中陽樹脂的比例，保證各混床中的樹脂數(shù)量充足。

(4)定期通過混床的上窺視孔檢查各混床樹脂是否有攪動現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)異常及時聯(lián)系檢修人員進(jìn)行處理。

4 結(jié)束語

興能發(fā)電公司二期凝結(jié)水精處理混床投運初期運行周期短，制水量少，經(jīng)過不斷查找原因，采取了一系列措施，混床周期制水量由原來的7萬～8萬t達(dá)到目前的13萬～14萬t，運行周期明顯延長，樹脂的再生次數(shù)有所減少，減輕了運行人員的工作量，減少了再生樹脂所需要的酸、堿量，節(jié)約了凝結(jié)水精處理系統(tǒng)的運行費用，取得了良好的效果。

［1］曹長武，宋莉莎，羅竹杰.火力發(fā)電廠化學(xué)監(jiān)督技術(shù)［M］.北京:中國電力出版社，2006.

［2］楊紅艷.提高凝結(jié)水精處理混床制水量的途徑［J］.華北電力技術(shù)，2007(10):9－10.